根据诺丁汉大学的消息，科学家们已创造出具有复杂纹理的3D打印表面，可用于将不需要的气体粒子从量子传感器弹开，从而更有效地输送原子等有用粒子，这有助于提高测量精度。

诺丁汉大学物理与天文学院的研究人员制造出了复杂、精细尺度的表面纹理，这些纹理能够优先将入射粒子弹射向特定方向。

由L. Hackermueller领导的团队通过将其应用于一种表面真空泵验证了这一点，并将其去除干扰气体粒子的速率提高了三倍。

这项名为《利用复杂的3D打印表面结构用于便携式量子技术》的研究已发表在《Physical Review Applied》期刊上。

量子传感器利用微观量子物体以前所未有的精度测量磁场、重力及其他效应。这些量子物体具有极高的灵敏度，意味着它们不能被空气分子碰撞或干扰，因此只能在真空环境下工作。

控制高真空气体动力学对于确保测量精度至关重要。为了解决不需要的粒子进入并引入噪音的问题，诺丁汉大学的研究团队通过3D打印钛合金，制造出了一个冰球大小的系统。

该系统具有不同的图案化表面——六边形凹槽和圆锥形突起——旨在增加入射原子与表面接触的次数，可以安装在商业真空腔室的端口上。

论文主要作者、物理与天文学院研究员内森·库珀表示，他们仍在探索最有效的表面纹理；有前景的候选图案包括类似于蜂窝的六边形结构，以及从几何灵感艺术作品中衍生出的复杂三维图案。

作者们测试了结构化表面能在多大程度上增强表面真空泵的性能，测量结果显示，在测试的样品中，每单位面积的抽气速率最高达到了原有水平的3.8倍。

论文合著者、博士生本·霍普顿表示，这项工作的令人兴奋之处在于，相对简单的表面工程能产生出人意料巨大的效果。通过将一部分负担从主动抽气转移到基于表面的被动抽气，这种方法有潜力显著减少甚至消除某些真空系统中对笨重泵的需求，从而使量子技术能够变得更加便携。